导读：这个具备的知识就是越多越好了。我现在就在一厂里面做这个。感觉还是挺难的，因为很多东西你都要去了解、首先来说画图，就不是简单的把图形画出来，你得去了解机器的配合，设备是怎么运转的，这样你才能更好的掌握各个零件之间的尺寸、余量该怎么放，对形位公
这个具备的知识就是越多越好了。
我现在就在一厂里面做这个。感觉还是挺难的，因为很多东西你都要去了解、首先来说画图，就不是简单的把图形画出来，你得去了解机器的配合，设备是怎么运转的，这样你才能更好的掌握各个零件之间的尺寸、余量该怎么放，对形位公差有些什么要求。而这有要求你对机加工有个大楷的了解，什么机床能加工成什么样子，粗糙度啊什么的。
另外的话你还需要了解材料，比如45，40CR之类的有些什么特性，在后期处理的时候有什么不同，不同材料采用什么样的加工工艺、淬火后能达到什么硬度、变形量的大小等等。
当然做这个也没有那么难，我也是一知半解而已。其实你只要对某一方面比较了解就可以了。其他的慢慢学习就好。可以加入17、90、29、539群。现在人不多，大家相互学习。难道我这样写个群号就不能提交回答了么？
自己写的，希望对你有所帮助！
基于UG的模块化机械设计 *** 研究
摘 要]本文采用模块化设计思想和UG二次开发技术,解决了用UG软件进行机械设计时,许多常用件需要多次重
新设计的问题。常用件模块以菜单的方式结合在UG软件中,这具有良好的可扩充性和可移植性。
[关键词]模块化设计 机械设计 UG二次开发
Unigraphics(简称UG)是美国EDS公司推出的CAD/
CAM/CAE一体化软件。它的内容涉及到平面工程制图、三维
造型、装配、制造加工、逆向工程、工业造型设计、注塑模具设计、
钣金设计、机构运动分析、数控模拟、渲染和动化仿真、工业标准
交互传输、有限元分析等十几个模块。近年来UG发展迅速,已
广泛应用于多个领域,更是进行机械设计的常用软件。虽然UG
功能非常强大,但在进行机械产品设计的时候经常会遇到一些
标准件以外的常用件,若每次对它们均从头开始设计,则要做大
量的重复性工作。为了提高劳动生产率,降低设计成本,将已经
广泛应用于电子、计算机、建筑等领域的模块化设计思想引用到
机械设计中,形成基于UG的模块化机械设计。
1模块化机械设计
11模块及模块化的概念
模块是一组具有同一功能和结合要素(指联接部位的形状、
尺寸、连接件间的配合或啮合等),但性能、规格或结构不同却能
互换的单元。模块化则是指在对产品进行市场预测、功能分析的
基础上划分并设计出一系列通用的功能模块,然后根据用户的
要求,对模块进行选择和组合,以构成不同功能或功能相同但性
能不同、规格不同的产品。
12模块化机械设计相关性
模块化设计所依赖的是模块的组合,即结合面,又称为接
口。为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换,模块
应具有可组合性和可互换性两个特征。这两个特征主要体现在
接口上,必须提高模块标准化、通用化、规格化的程度。对于模块
化机械设计,可见其关键是怎样划分模块,这里主要通过综合考
虑零部件在功能、几何、物理上存在的相关性来划分模块。
(1)功能相关性零部件之间的功能相关性是指在模块划分
时,将那些为实现同一功能的零部件聚在一起构成模块,这有助
于提高模块的功能独立性。
(2)几何相关性零部件之间的几何相关性是指零部件之间
的空间、几何关系上的物理联接、紧固、尺寸、垂直度、平等度和
同轴度等几何关系。
(3)物理相关性零部件之间的物理相关性是指零部件之间
存在着能量流、信息流或物料流的传递物理关系。
13模块化机械设计的优点
模块化机械设计在技术上和经济上都具有明显的优点,经
理论分析和实践证明,其优越性主要体现在下述几方面:
(1)可使现在机械工业得到振兴,并向高科技产业发展;
(2)减轻机械产品设计、制造及装配专业技术人员的劳动强
度;
(3)模块化机械产品质量高、成本低,并且妥善解决了多品
种小批量加工所带来的制造方面的问题;
(4)有利于企业根据市场变化,采用先进技术改造产品、开
发新产品;
(5)缩短机械产品的设计、制造和供货期限,以赢得用户;
(6)模块化机械产品互换性强,便于维修。
2模块化机械设计在UG中的实现
21总体构思
在用UG进行机械设计时,为了将常用件模块化,首先要把
常用件的三维模型表达出来。对于系列产品,可按照成组技术的
原理进行分类,一组相似的常用件建立一个三维模型,即所谓的
三维模型样板。根据UG参数化设计思想,一个三维模型样板可
认为是一组尺寸不同、结构相似的系列化零部件的基本模型。把
众多的三维模型样板按类分开,每一类放在一个 *** 里,这样每
类都形成了一个三维模型样板的模块库。为了使模块库与UG
的集成环境有机地结合在一起,把每个模块库都以图标的方式
放在用户菜单上,以方便调用。为了实现这一总体构思,综合运
用了UG/Open MenuScript、UG/Open Ulstyler、UG/Open
API、Visual C++等UG二次开发技术,其程序流程图如图1
22模块库菜单设计
为了与UG菜单交互界面风格保持一致,模块库采用了分
级式下拉菜单,下拉菜单通过UG/Open MenuScript模块开发
实现。即利用MenuScript提供的UG菜单脚本语言,编写成扩
展名为“men”的文本文件,将其放在用户目录下的/startup目
录内,通过设定UG的环境变量,UG在启动时会自动加载用户
菜单文件。为了方便用户调用时快速检索到所要的常用件三维
模型样板,将下拉菜单的更大深度设计为3级,且每一条下拉菜
单最多不超过15个按钮。末级菜单上每一个按钮对应一个常用
件三维模型样板名称,点击末级菜单按钮即调出创建相应产品
的三维模型样板对话框。
23三维模型样板对话框设计
利用UG/Open Ulstyle *** UG风格的对话框,按照模型
样板的参数生成包含数据输入框、文本框、按钮、等控件的
对话框。在对话框上部显示零配件,在对话框左上角显示对
话框标题,在UG系统窗口左下角显示操作提示信息,这样可以
使用户很方便地设计或选用常用件三维模型,三维模型样板对
话框设计完成后,生成扩展名为“dlg”文件。所有对话框都有6
种基本同调函数,分别是Apply按钮的回调函数,Back按钮的
回调函数、Cancel按钮的回调函数、OK按钮的回调函数、对话
框构造函数和对话框析构函数。其中对话框构造函数在UG构
建对话框完成之后、用户应用程序执行之前调用,将常用件三维
模型的常用规格及技术要求显示到信息窗口,供用户创建产品
时作参考。对话框析构函数在UG用户对话框关闭时调用,程序
编写时利用它进行关闭、清除信息窗口以及释放申请的内存空
间等操作。
24应用程序动态链接库(dll)创建
UG/Open API应用程序是用C/C++语言编写的,它除了
能够在UG的环境下对UG进行功能调用外,还能在程序中实
现软件的文件管理、流程控制、数据传输、窗口调用、数值计算等
C/C++语言支持的全部功能,使用非常灵活。UG/Open API
应用程序牵涉到UG提供的头文件(h)、库文件(dll)及
以C/C++语言编程环境,需要对Visual C++编译环境进行
设置,下面给出了Visual C++60编译环境设置 *** 及动态
链接库的创建过程:
(1)建立一个空的动态链接库工程。
(2)配置程序头文件(h)、库文件(dll)的目录路径。
其中头文件包括UG头文件,Visual C++60库文件。
(3)将对话框生成的C语言源文件模板文件templatec
添加到Project中。
(4)编制应用程序。进入对话框回调函数内部进行程序编
制,定义变量及UG对象,运用C/C++语言和UG/Open API
函数进行参数化建模设计。
(5)生成动态链接库(dll)文件。UG启动时会自动加载
动态链接库文件,供用户菜单调用。
3结束语
随着装备制造业的飞速发展,产品种类急剧增多且结构日
趋复杂,只有产品设计周期不断缩短,才能够满足企业激烈竞争
的需要。用UG软件进行模块化机械设计符合机械产品快速设
计的理念,符合装备制造业的发展需要,是机械设计的发展方向
之一,具有较高的实用价值和经济价值。
参考文献
[1]袁峰UG机械设计工程范例教程[M]北京机械工业出
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[2]王志张进生于丰业王鹏任秀华基于模块化的机械产
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[3]滕晓艳张家泰产品模块化设计 *** 的研究[J]应用科
技2006,33,2
[4]董正卫田立中付宜利UG/Open API编程基础[M]北
京清华大学出版社,2002
游轮上的休闲设施
随着人们生活水平的提高，游轮旅游成为了越来越多人的选择。作为游轮上的游客，除了欣赏海景以外，更可以享受到各种各样的休闲设施。那么，一艘游轮上有哪些休闲设施呢？我们来一一探讨。
1游泳池和水上乐园
游轮上的游泳池绝对是不可少的休闲项目之一，既可以泡池子又可以游泳。游泳是一项健身运动，对人的身体有很多好处。而伴随着水上乐园的兴起，游轮上的水上乐园也逐渐成为人们的新宠。水上乐园有着丰富的项目和设施，颠簸的浪潮，各种滑道等等，非常适合年轻人的娱乐消遣。
2图书馆和**院
喜欢悠闲放松的人，在游轮上也可以享受阅读和**的乐趣。图书馆内充满着温馨和安静，当您感到疲惫时，找一本心爱的书慢慢翻阅，也许能缓解疲劳。**院也是一个温馨舒适的地方，坐在沙发上欣赏**的同时，您还可以品尝美食和饮品，享受难得的休闲时光。
3运动场和健身房
许多游轮上配备了运动场和健身房，方便游客在海上保持健康。运动场可供游客们进行各项运动活动，如篮球、足球、排球等等。而健身房则配备了各种健身器材，游客们可以自由锻炼，既放松身心，又锻炼身体。
4花园和露天酒吧
游轮上的一角，往往会建造一片美丽的花园，成为轮船上的一道亮丽风景。这里空气清新，芬芳四溢，非常适合游客泡茶聊天，感受大海的美好。而露天酒吧则被认为是游轮上最浪漫的地方之一，夜晚的星空下伴着轻松的音乐，品尝着酒精饮品，更能让人沉醉在这个美妙的夜晚中。
总结
以上就是游轮上的休闲设施了。不同的游客可以根据自己的偏好进行选择，或是和家人、朋友共同享受。不论您是喜欢运动、读书、看**，还是享受花园和露天酒吧的氛围，总能找到适合自己的休闲方式。在这个美丽的海洋世界中，放松心情，尽情享受美好的时光吧！
游轮客舱主要有内舱房、海景房、阳台房、套房这几种类型：
1、内舱房：内舱房没有窗户，面积在15至20平方米左右，位置的高低，面积的大小，都会直接影响到内舱房的价格。价格更低为，更底楼的内舱房离马达比较近的内舱房。
2、海景房：海景房有窗户，海景房窗户的形状或圆或方，但它们都是封闭的。海景房能够透过窗户看到船外的景色，但它的面积并不比内舱房大多少，价格的话，海景房比内舱房同等级的贵上50至200美金/人不等。
在海景房当中，还有一种叫做被救生艇遮蔽的海景房，顾名思义，这种房间的窗户被救生艇挡住了，几乎看不到外面的景色。这种海景房通常比普通海景房便宜不少。
3、带阳台的海景房：俗称阳台房，拥有落地玻璃移门以及3至5平方米不等的阳台，房间面积在20平方米以上。以5至7晚的航线为例，阳台房的价格通常比内舱房贵200美金甚至更多。阳台房的位置楼层通常都比较好，一般都在5、6楼以上。阳台房看出去的风景当然也更佳，很多人选择阳台房就是看中它能够带给我们一片属于自己的海景。
4、套房：套房和阳台房的区别在于，套房的面积更大，设施更齐全，有些套房还设有私人酒吧和钢琴，功能区的划分也更清晰。但套房的价格是所有房型中最贵的。
5、房间分布以量子号游轮为例：标准套房在第4层；标准家庭阳台房在第6层；标准阳台房在第6-8层；标准家庭海景房在第3、8、9层；标准海景房在第3层；家庭内舱房在第7-12层；标准内舱房在第10-13层。
“科斯塔·康科迪亚”号邮轮由意大利芬坎蒂尼船厂耗资57亿美元建造，船身长290米，排水量114万吨，2006年投入使用，可同时容纳3780位乘客和1100名船员。
邮轮上各式娱乐设施齐备，设计考究、豪华，包括1500间客房（其中58间带观景台的套房）、5个餐厅、13间酒吧、5个 *** 浴池及4个游泳池等，这艘邮轮的官方网站毫不掩饰自己的骄傲，把它叫做“让你大开眼界的海上宫殿”。
当然，仅凭这些只言片语还无法将它的豪华全部说尽，下面就让我们为您细细描绘“科斯塔·康科迪亚”号上的豪华。
“欧罗巴”大厅
1大剧院：3层楼高，配有高科技设施,每天上演不同节目。
2外舱套房：外舱套房和内舱套房一样非常舒适，不同的是，外舱套房拥有一扇窗户和一个可以看到海景的观景阳台。
3“歌莉娅”购物中心：内有各式服装店。
4“欧罗巴”大厅：9层楼高，装潢大气，还配有一个景观电梯。
5“欧罗巴”酒吧:全天开放的约会地点。
6“都柏林”高档酒吧：为专业品酒人士设计的酒吧。
7轮回餐厅：能让人身心放松的餐厅。
8“罗马”餐厅：设在第2层甲板，装潢高雅且具吸引力，餐厅内还有一条长廊。
9“大柏林”酒吧：内有咖啡吧，提供现场音乐表演和舞池，是整艘船上 娱乐生活的中心，24小时开放。
10“斯德哥尔摩”运动酒吧：热爱运动的客人可以在这里喝上一杯啤酒或鸡尾酒，酒吧内配有一块巨大屏幕，供客人观看运动赛事。
11“赫尔辛基”咖啡餐厅：北欧风格的咖啡馆。
12“布拉格”大厅：会议厅。
13“巴塞罗那”赌场：设有很多 *** 机和赌桌。
14“里斯本”舞厅：四周都是玻璃墙，视觉效果强烈。
15网吧：多台电脑可供上网。
16“维也纳”舞厅：有现场音乐会，可通宵跳舞。
17“布达佩斯”演艺吧：装潢考究的沙龙，设有乐队现场演奏的舞台。
18“米兰”餐厅：设在第2层甲板，装潢明亮且摩登，配有巨型玻璃窗，可以尽情观赏海景。
19“伦敦”沙龙：配有伦敦原味的装潢，为船上很多活动提供场所。
20“地中海”海滩：位于船尾，有游泳池和 *** 浴池，提供酒吧和自助餐服务，还装有可伸缩的玻璃屋顶。
21“巴黎”自助餐餐厅：在“地中海”海滩附近，还有露天餐厅。
22“康科迪亚”俱乐部：设在船舱的更高点，属于私人俱乐部，若有乘客想在里面用餐，需要提前预订餐桌。
23运动场：设有观众席，经常会举行篮球、排球、网球等各类球赛。
24Squok俱乐部：提供亲子活动。
25室外慢跑道。
26魔术海滩：占地面积很大，设有 *** 浴池和游泳池，还有舒适的躺椅、提供现场音乐的酒吧、室外巨型屏幕，同样装了可伸缩的玻璃屋顶。
27方程式赛车的模拟游戏机。
28“斯库德里亚”海岸酒吧：提供饮料和餐前小点。
29“维纳斯”美容中心。
30套房和船舱：船舱直接通往温泉中心，十分舒适。
31温泉中心：装修考究，内有健身中心、深海理疗浴池、茶室和医疗中心，提供水疗 *** 、 *** 和土耳其浴。
意大利歌诗达邮轮公司旗下科斯塔·康科迪亚号2012年1月13日8点左右在意大利附近海域触礁搁浅
据报道，这艘名为“科斯塔·康科迪亚”的游轮在环绕地中海航行时撞上暗礁，造成船体渗水，并出现倾斜。游轮上随即展开了疏散行动，乘客被要求穿上救生衣并登上救生艇，然而在疏散过程中，船只的倾斜程度加剧，一些乘客跳入海中求生。此前曾有媒体报道说，已有6人在事故中遇难。
事故发生时游轮上共有大约4200名乘客，其中包括3000多名游客和1000名船员。事故发生后，意大利救援部门出动直升机和船只展开救援，一些过往船只也加入援助的队伍，获救人员被暂时安置在邻近的吉利奥岛。
救援人员已结束了对游轮露出海面部分的搜寻工作，成功营救了一些受困乘客，并将派遣潜水员对沉没在海中的部分进行搜寻。目前尚不能排除有人员失踪的情况发生，遇难人数也可能进一步上升。
另事故发生时有22名来自香港的中国游客在游轮上，他们已全部获救，其中有人遗失证件。中国驻意大利大使馆领事部主任杨炯表示，使馆方面将积极帮助他们补齐证件。
该船船长在触礁后疏散前弃船逃亡,目前已被警方抓获,他将面临杀人罪,弃船罪等指控
在游轮触礁倾斜20个月之后，经过19个小时的复杂操作，“科斯塔·康科迪亚”号豪华游轮已于当地时间2013年9月17日被完全扶正。法新社称，有超过500名工作人员参与此次救援工作，项目迄今已耗资8亿美元（约合人民币49亿元），预计到项目完成时，耗费资金可达11亿美元（约合人民币6733亿元）。
“科斯塔·康科迪亚”号游轮被“扶正” 完全摆脱侧翻状态
在经过长达19个小时的套拉牵引作业之后，当地时间17日凌晨4点，在意大利吉利奥岛附近海域发生触礁搁浅事故的“科斯塔·康科迪亚”号豪华游轮终于被“扶正”，至此完全摆脱了侧翻状态。
经过长达一年半多的漫长等待之后，在吉利奥岛附近海域发生触礁搁浅事故的“科斯塔·康科迪亚”号游轮的扶正打捞工作在当地时间16日正式展开。尽管由于天气等因素导致了预计在12个小时左右完成的“扶正”打捞工作被一度延长。但在当地时间17日凌晨，这艘重达1145万吨的“庞然大物”终于彻底摆脱侧翻状态。
凌晨4点，当“科斯塔·康科迪亚”号游轮被完全牵引“扶正”时，打捞作业现场的人们用欢呼声和鸣响的汽笛声来庆祝这一重要的时刻。
意大利民事保护局负责人加布里埃利在当天凌晨举行的记者会上宣布，“科斯塔·康科迪亚”号游轮的“扶正”工作获得了成功。“（对游轮的）套拉牵引作业已经完成，游轮已经彻底摆脱了侧翻，当我们离开办公室的时候，游轮已经完全被“扶正”，而这也正是我们的目标。目前在游轮底部有一个搭建的平台，对其进行支撑。”
出席发布会的“科斯塔·康科迪亚”号游轮所属公司的技术团队负责人波塞拉齐亚表示，对“科斯塔·康科迪亚”号游轮的“扶正”牵引作业完成得十分出色，达到了预期的效果。“（游轮）被扶正的过程完全是按照我们之前所设计的，并且整个牵引过程也如我们所预期的进行。这是一个完美的打捞作业，我想说的是，从环境的角度出发，目前还没有迹象表明游轮被‘扶正’对环境造成了影响。”
2012年1月13日，搭载着超过4200名乘客的“科斯塔·康科迪亚”号豪华游轮由于人为失误在吉利奥岛附近海域发生触礁搁浅事故，导致32人丧生，2人失踪。此后“科斯塔·康科迪亚”号游轮保持侧翻状态长达20个月之久，如今成功被“扶正”也让一直因搁浅而沉入水下的船身部分再度展现在人们面前。
“科斯塔·康科迪亚”号游轮打捞项目负责人斯隆表示，游轮搁浅一侧的船体破损并没有对“扶正”牵引作业造成太大影响。“从现在的情况来看，船体的大部分破损都是在其发生触礁搁浅时产生并持续至今的。人们所看到的这些损伤实际上都是在去年的2至3月由于船体嵌入岩石所导致的主要结构破损。正因为如此，我们预计‘扶正’牵引的作业可能会遭遇困难，但事实上却进展得非常顺利。”
意大利科斯塔游轮公司表示，“科斯塔·康科迪亚”号游轮的打捞工作目前已经耗资6亿欧元，而打捞所需费用仍有可能进一步增加。如今，游轮被“扶正”
应该说在彻底完成打捞工作的道路上迈出了重要的一步，而接下来游轮还有待增加浮力并被最终拖走。
当地时间2014年7月23日，意大利吉廖岛，触礁搁浅豪华游轮康科迪亚号脱浅工作顺利，重新浮上水面，将与23日被拖走历经4天前往热那亚进行拆解工作。
机械结构设计的任务
机械结构设计的任务是在总体设计的基础上，根据所确定的原理方案，确定并绘出具体的结构图，以体现所要求的功能。是将抽象的工作原理具体化为某类构件或零部件，具体内容为在确定结构件的材料、形状、尺寸、公差、热处理方式和表面状况的同时，还须考虑其加工工艺、强度、刚度、精度以及与其它零件相互之间关系等问题。所以，结构设计的直接产物虽是技术图纸，但结构设计工作不是简单的机械制图，图纸只是表达设计方案的语言，综合技术的具体化是结构设计的基本内容。
512机械结构设计特点
机械结构设计的主要特点有：（1）它是集思考、绘图、计算（有时进行必要的实验）于一体的设计过程，是机械设计中涉及的问题最多、更具体、工作量更大的工作阶段，在整个机械设计过程中，平均约80%的时间用于结构设计，对机械设计的成败起着举足轻重的作用。（2）机械结构设计问题的多解性，即满足同一设计要求的机械结构并不是唯一的。（3）机械结构设计阶段是一个很活跃的设计环节，常常需反复交叉的进行。为此，在进行机械结构设计时，必须了解从机器的整体出发对机械结构的基本要求
52机械结构件的结构要素和设计 ***
521结构件的几何要素
机械结构的功能主要是靠机械零部件的几何形状及各个零部件之间的相对位置关系实现的。零部件的几何形状由它的表面所构成，一个零件通常有多个表面，在这些表面中有的与其它零部件表面直接接触，把这一部分表面称为功能表面。在功能表面之间的联结部分称为联接表面。
零件的功能表面是决定机械功能的重要因素，功能表面的设计是零部件结构设计的核心问题。描述功能表面的主要几何参数有表面的几何形状、尺寸大小、表面数量、位置、顺序等。通过对功能表面的变异设计，可以得到为实现同一技术功能的多种结构方案。
522结构件之间的联接
在机器或机械中，任何零件都不是孤立存在的。因此在结构设计中除了研究零件本身的功能和其它特征外，还必须研究零件之间的相互关系。
零件的相关分为直接相关和间接相关两类。凡两零件有直接装配关系的，成为直接相关。没有直接装配关系的相关成为间接相关。间接相关又分为位置相关和运动相关两类。位置相关是指两零件在相互位置上有要求，如减速器中两相邻的传动轴，其中心距必须保证一定的精度，两轴线必须平行，以Ｖこ萋值恼�Ｄ龊稀Ｔ硕�喙厥侵敢涣慵�脑硕�旒Ｓ肓硪涣慵�泄兀�绯荡驳都艿脑硕�旒１匦肫叫杏谟谥髦岬闹行南撸�馐强看采淼脊旌椭髦嶂嵯呦嗥叫欣幢Ｖさ模��裕�髦嵊氲脊熘�湮恢孟喙兀欢�都苡胫髦嶂�湮�硕�喙亍BR>
多数零件都有两个或更多的直接相关零件，故每个零件大都具有两个或多个部位在结构上与其它零件有关。在进行结构设计时，两零件直接相关部位必须同时考虑，以便合理地选择材料的热处理方式、形状、尺寸、精度及表面质量等。同时还必须考虑满足间接相关条件，如进行尺寸链和精度计算等。一般来说，若某零件直接相关零件愈多，其结构就愈复杂；零件的间接相关零件愈多，其精度要求愈高。例如，轴毂联接见图51。
523结构设计据结构件的材料及热处理不同应注意的问题
机械设计中可以选择的材料众多，不同的材料具有不同的性质，不同的材料对应不同的加工工艺，结构设计中既要根据功能要求合理地选择适当的材料，又要根据材料的种类确定适当的加工工艺，并根据加工工艺的要求确定适当的结构，只有通过适当的结构设计才能使所选择的材料最充分的发挥优势。
设计者要做到正确地选择材料就必须充分地了解所选材料的力学性能、加工性能、使用成本等信息。结构设计中应根据所选材料的特性及其所对应的加工工艺而遵循不同的设计原则。
如：钢材受拉和受压时的力学特性基本相同，因此钢梁结构多为对称结构。铸铁材料的抗压强度远大于抗拉强度，因此承受弯矩的铸铁结构截面多为非对称形状，以使承载时更大压应力大于更大拉应力，图示52为两种铸铁支架比较。钢结构设计中通常通过加大截面尺寸的 *** 增大结构的强度和刚度，但是铸造结构中如果壁厚过大则很难保证铸造质量，所以铸造结构通常通过加筋板和隔板的 *** 加强结构的刚度和强度。塑料材料由于刚度差，铸造后的冷却不均匀造成的内应力极易引起结构的翘曲，所以塑料结构的筋板与壁厚相近并均匀对称。
对于需要热处理加工的零件，在进行结构设计时的要求有如下几点：（1）零件的几何形状应力求简单、对称，理想的形状为球形。（2）具有不等截面的零件，其大小截面的变化必须平缓，避免突变。如果相邻部分的变化过大，大小截面冷却不均，必然形成内应力。（3）避免锐边尖角结构，为了防止锐边尖角处熔化或过热，一般在槽或孔的边缘上切出2～３mm的倒角。（4）避免厚薄悬殊的截面，厚薄悬殊的截面在淬火冷却时易变形，开裂的倾向较大。
531机械结构设计的基本要求
机械产品应用于各行各业，结构设计的内容和要求也是千差万别，但都有相同的共性部分。下面就机械结构设计的三个不同层次来说明对结构设计的要求。
1功能设计 满足主要机械功能要求，在技术上的具体化。如工作原理的实现、工作的可靠性、工艺、材料和装配等方面。
2．质量设计 兼顾各种要求和限制，提高产品的质量和性能价格比，它是现代工程设计的特征。具体为操作、美观、成本、安全、环保等众多其它要求和限制。在现代设计中，质量设计相当重要，往往决定产品的竞争力。那种只满足主要技术功能要求的机械设计时代已经过去，统筹兼顾各种要求，提高产品的质量，是现代机械设计的关键所在。与考虑工作原理相比，兼顾各种要求似乎只是设计细节上的问题，然而细节的总和是质量，产品质量问题不仅是工艺和材料的问题，提高质量应始于设计。
3．优化设计和创新设计 用结构设计变元等 *** 系统地构造优化设计空间，用创造性设计思维 *** 和其它科学 *** 进行优选和创新。
对产品质量的提高永无止境，市场的竞争日趋激烈，需求向个性化方向发展。因此，优化设计和创新设计在现代机械设计中的作用越来越重要，它们将是未来技术产品开发的竞争焦点。
结构设计中得到一个可行的结构方案一般并不很难。机械设计的任务是在众多的可行性方案中寻求较好的或是更好的方案。结构优化设计的前提是要能构造出大量可供优选的可能性方案，即构造出大量的优化求解空间，这也是结构设计更具创造性的地方。结构优化设计目前基本仍局限在用数理模型描述的那类问题上。而更具有潜力、更有成效的结构优化设计应建立在由工艺、材料、联接方式、形状、顺序、方位、数量、尺寸等结构设计变元所构成的结构设计解空间的基础上。532机械结构基本设计准则
机械设计的最终结果是以一定的结构形式表现出来的，按所设计的结构进行加工、装配，制造成最终的产品。所以，机械结构设计应满足作为产品的多方面要求，基本要求有功能、可靠性、工艺性、经济性和外观造型等方面的要求。此外，还应改善零件的受力，提高强度、刚度、精度和寿命。因此，机械结构设计是一项综合性的技术工作。由于结构设计的错误或不合理，可能造成零部件不应有的失效，使机器达不到设计精度的要求，给装配和维修带来极大的不方便。机械结构设计过程中应考虑如下的结构设计准则。
1实现预期功能的设计准则
2满足强度要求的设计准则
3满足刚度结构的设计准则
4考虑加工工艺的设计准则
5考虑装配的设计准则
6考虑造型设计的准则
532机械结构基本设计准则
1 实现预期功能的设计准则
产品的设计主要目的是为了实现预定的功能要求，因此实现预期功能的设计准则是结构设计首先考虑的问题。要满足功能要求，必须做到以下几点。
(1)明确功能: 结构设计是要根据其在机器中的功能和与其他零部件相互的连接关系，确定参数尺寸和结构形状。零部件主要的功能有承受载荷、传递运动和动力，以及保证或保持有关零件或部件之间的相对位置或运动轨迹等。设计的结构应能满足从机器整体考虑对它的功能要求。
(2)功能合理的分配：产品设计时，根据具体情况，通常有必要将任务进行合理的分配，即将一个功能分解为多个分功能。每个分功能都要有确定的结构承担，各部分结构之间应具有合理、协调的联系，以达到总功能的实现。多结构零件承担同一功能可以减轻零件负担，延长使用寿命。V型带截面的结构是任务合理分配的一个例子。纤维绳用来承受拉力；橡胶填充层承受带弯曲时的拉伸和压缩；包布层与带轮轮槽作用，产生传动所需的摩擦力。例如，若只靠螺栓预紧产生的摩擦力来承受横向载荷时，会使螺栓的尺寸过大，可增加抗剪元件，如销、套筒和键等，以分担横向载荷来解决这一问题。
(3)功能集中：为了简化机械产品的结构，降低加工成本，便于安装，在某些情况下，可由一个零件或部件承担多个功能。功能集中会使零件的形状更加复杂，但要有度，否则反而影响加工工艺、增加加工成本，设计时应根据具体情况而定。
532机械结构基本设计准则
2满足强度要求的设计准则
(1) 等强度准则
零件截面尺寸的变化应与其内应力变化相适应，使各截面的强度相等。按等强度原理设计的结构，材料可以得到充分的利用，从而减轻了重量、降低成本。如悬臂支架、阶梯轴的设计等。见图53。
图53
(2) 合理力流结构
为了直观地表示力在机械构件中怎样传递的状态，将力看作犹如水在构件中流动，这些力线汇成力流。表示这个力的流动在结构设计考察中起着重要的作用。
力流在构件中不会中断，任何一条力线都不会突然消失，必然是从一处传入，从另一处传出。力流的另一个特性是它倾向于沿最短的路线传递，从而在最短路线附近力流密集，形成高应力区。其它部位力流稀疏，甚至没有力流通过，从应力角度上讲，材料未能充分利用。因此，若为了提高构件的刚度，应该尽可能按力流最短路线来设计零件的形状，减少承载区域，从而累积变形越小，提高了整个构件的刚度，使材料得到充分利用。
如悬臂布置的小锥齿轮，锥齿轮应尽量靠近轴承以减小悬臂长度，提高轴的弯曲强度。图54例举几个典型的实例。
(3) 减小应力集中结构
当力流方向急剧转折时，力流在转折处会过于密集，从而引起应力集中，设计中应在结构上采取措施，使力流转向平缓。应力集中是影响零件疲劳强度的重要因素。结构设计时，应尽量避免或减小应力集中。其 *** 在相应的章节会作介绍，如增大过度圆角、采用卸载结构等。如图55。
(4) 使载荷平衡结构
在机器工作时，常产生一些无用的力，如惯性力、斜齿轮轴向力等，这些力不但增加了轴和轴衬等零件的负荷，降低其精度和寿命，同时也降低了机器的传动效率。所谓载荷平衡就是指采取结构措施部分或全部平衡无用力，以减轻或消除其不良的影响。这些结构措施主要采用平衡元件、对称布置等。
例如，同一轴上的两个斜齿圆柱齿轮所产生的轴向力，可通过合理选择轮齿的旋向及螺旋角的大小使轴向力相互抵消，使轴承负载减小。如图56。
532机械结构基本设计准则
3满足结构刚度的设计准则
为保证零件在使用期限内正常地实现其功能，必须使其具有足够的刚度。
532机械结构基本设计准则
4考虑加工工艺的设计准则
机械零部件结构设计的主要目的是：保证功能的实现，使产品达到要求的性能。但是，结构设计的结果对产品零部件的生产成本及质量有着不可低估的影响。因此，在结构设计中应力求使产品有良好的加工工艺性
所谓好的加工工艺指的是零部件的结构易于加工制造，任何一种加工 *** 都有可能不能制造某些结构的零部件，或生产成本很高，或质量受到影响。因此，对于设计者认识一种加工 *** 的特点非常重要，以便在设计结构时尽可能的扬长避短。实际中，零部件结构工艺性受到诸多因素的制约，如生产批量的大小会影响坯件的生成 *** ；生产设备的条件可能会限制工件的尺寸；此外，造型、精度、热处理、成本等方面都有可能对零部件结构的工艺性有制约作用。因此，结构设计中应充分考虑上述因素对工艺性的影响。
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5考虑装配的设计准则
装配是产品制造过程中的重要工序，零部件的结构对装配的质量、成本有直接的影响。有关装配的结构设计准则简述如下
（1） 合理划分装配单元
整机应能分解成若干可单独装配的单元（部件或组件），以实现平行且专业化的装配作业，缩短装配周期，并且便于逐级技术检验和维修。
（2）使零部件得到正确安装
-保证零件准确的定位。图57所示的两法兰盘用普通螺栓连接。图（a）所示的结构无径向定位基准，装配时不能保证两孔的同轴度；图（b）以相配的圆柱面作为定位基准，结构合理。
-避免双重配合。图58(a)中的零件A有两个端面与零件B配合，由于制造误差，不能保证零件A的正确位置。图58（b）结构合理。
-防止装配错误。图59所示轴承座用两个销钉定位。图（a）中两销钉反向布置，到螺栓的距离相等，装配时很可能将支座旋转180°安装，导致座孔中心线与轴的中心线位置偏差增大。因此，应将两定位销布置在同一侧，或使两定位销到螺栓的距离不等
图59
（2） 使零部件便于装配和拆卸
结构设计中，应保证有足够的装配空间，如扳手空间；避免过长配合以免增加装配难度，使配合面擦伤，如有些阶梯轴的设计；为便于拆卸零件，应给出安放拆卸工具的位置，如轴承的拆卸。如图5-10。
532机械结构基本设计准则
6考虑造型设计的准则
产品的设计不仅要满足功能要求，而且还应考虑产品造型的美学价值，使之对人产生吸引力。从心理学角度看，人60%的决定取决于之一印象。技术产品的社会属性是商品，在买方市场的时代，为产品设计一个能吸引顾客的外观是一个重要的设计要求；同时造型美观的产品可使操作者减少因精力疲惫而产生的误操作。
外观设计包括三个方面：造型、颜色和表面处理。
考虑造型时，应注意下述三个问题：
（1） 尺寸比例协调
在结构设计时，应注意保持外形轮廓各部分尺寸之间均匀协调的比例关系，应有意识地应用"黄金分割法"来确定尺寸，使产品造型更具美感。
（2） 形状简单统一
机械产品的外形通常由各种基本的几何形体（长方体、圆柱体、锥体等）组合而成。结构设计时，应使这些形状配合适当，基本形状应在视觉上平衡，接近对称又不完全对称的外形易产生倾倒的感觉；尽量减少形状和位置的变化，避免过分凌乱；改善加工工艺
（3） 色彩、图案的支持和点缀
在机械产品表面涂漆，除具有防止腐蚀的功能外，还可增强视觉效果。恰当的色彩可使操作者眼睛的疲劳程度降低，并能提高对设备显示信息的辨别能力。
单色只使用于小构件。大的特别是运动构件如果只用一种颜色就会显得单调无层次，一个小小的附加色块会使整个色调活跃起来。在多个颜色并存的情况下，应有一个起主导作用的底色，和底色相对应的颜色叫对比色。但在一个产品上，不同色调的数量不宜太多，太多的色彩会给人一种华而不实的感觉。
舒服的色彩大约位于从浅黄、绿黄到棕的区域。这个趋势是渐暖，正黄正绿往往显得不舒服；强烈的灰色调显得压抑。对于冷环境应用暖色，如黄、橙黄和红。对于热环境用冷色，如浅蓝。所有颜色都应
淡化。另外，通过一定的色彩配置可使产品显得安全、稳固。将形状变化小的、面积较大的平面配置浅色，而将运动、活跃轮廓的元件配置深色；深色应安置于机械的下部，浅色置于上部。
54机械结构设计的工作步骤
不同类型的机械结构设计中各种具体情况的差别很大，没有必要以某种步骤按部就班的进行。通常是确定完成既定功能零部件的形状、尺寸和布局。结构设计过程是综合分析、绘图、计算三者相结合的过程，其过程大致如下：
1 理清主次、统筹兼顾：明确待设计结构件的主要任务和限制，将实现其目的的功能分解成几个功能。然后从实现机器主要功能（指机器中对实现能量或物料转换起关键作用的基本功能）的零部件入手，通常先从实现功能的结构表面开始，考虑与其他相关零件的相互位置、联结关系，逐渐同其它表面一起连接成一个零件，再将这个零件与其它零件联结成部件，最终组合成实现主要功能的机器。而后，再确定次要的、补充或支持主要部件的部件，如：密封、润滑及维护保养等。
2 绘制草图：在分析确定结构的同时，粗略估算结构件的主要尺寸并按一定的比例，通过绘制草图，初定零部件的结构。图中应表示出零部件的基本形状，主要尺寸，运动构件的极限位置，空间限制，安装尺寸等。同时结构设计中要充分注意标准件、常用件和通用件的应用，以减少设计与制造的工作量。
3 对初定的结构进行综合分析，确定最后的结构方案：综合过程是指找出实现功能目的各种可供选择的结构的所有工作。分析过程则是评价、比较并最终确定结构的工作。可通过改变工作面的大小、方位、数量及构件材料、表面特性、连接方式，系统地产生新方案。另外，综合分析的思维特点更多的是以直觉方式进行的，即不是以系统的方式进行的。人的感觉和直觉不是无道理的，多年在生活、生产中积累的经验不自觉地产生了各种各样的判断能力，这种感觉和直觉在设计中起着较大的作用。
4 结构设计的计算与改进：对承载零部件的结构进行载荷分析，必要时计算其承载强度、刚度、耐磨性等内容。并通过完善结构使结构更加合理地承受载荷、提高承载能力及工作精度。同时考虑零部件装拆、材料、加工工艺的要求，对结构进行改进。在实际的结构设计中，设计者应对设计内容进行想象和模拟，头脑中要从各种角度考虑问题，想象可能发生的问题，这种假象的深度和广度对结构设计的质量起着十分重要的作用。
5 结构设计的完善：按技术、经济和社会指标不断完善，寻找所选方案中的缺陷和薄弱环节，对照各种要求和限制，反复改进。考虑零部件的通用化、标准化，减少零部件的品种，降低生产成本。在结构草图中注出标准件和外购件。重视安全与劳保（即劳动条件：操作、观察、调整是否方便省力、发生故障时是否易于排查、噪音等），对结构进行完善。
6 形状的平衡与美观：要考虑直观上看物体是否匀称、美观。外观不均匀时造成材料或机构的浪费。出现惯性力时会失去平衡，很小的外部干扰力作用就可能失稳，抗应力集中和疲劳的性能也弱。
总之，机械结构设计的过程是从内到外、从重要到次要、从局部到总体、从粗略到精细，权衡利弊，反复检查，逐步改进。
小结
机械结构设计在机械设计中起着举足轻重的作用。本章主要讨论机械结构设计的特点、步骤和思维方式。机器工作原理及装配的设计要求是确定零部件结构和形状的主要因素，其次是材料的选择、制造工艺方面的要求，使之具有良好的工艺性（加工、装配）。此外，零部件的结构和形状的完善对强度和刚度的提高有很大的影响。
